تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال:1396 | دوره:32 | شماره:3 (پیاپی 60) |تعداد مقالات:13

این تحقیق با هدف تاثیر رنگبری کاملاً بدون کلر (TCF) بر ویژگی های نوری و مقاومتی کاغذ حاصل از خمیرکاغذCMP انجام شد. به همین منظور مقداری خمیر رنگبری نشده شیمیایی-مکانیکی((CMP به صورت تصادفی از کارخانه چوب و کاغذ مازندران انتخاب شد. سپس این خمیرها با توالی های دو و سه مرحله ای OP، OPY، PYو P(OE)O و با استفاده از اکسیژن(O)، پروکسید هیدروژن(P)، استخراج قلیایی با اکسیژن(OE) و دی تیونیت سدیم(Y) رنگبری گردید. از خمیرکاغذ های مذکور کاغذهای دست ساز با وزن پایه gr/m2 70 تهیه و خواص نوری و مقاومتی آن ها طبق آزمون های استاندارد TAPPI اندازه گیری و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در اثر رنگبری بدون ترکیبات کلر(TCF) روشنی، سبز رنگی، مقاومت های به پارگی، کششی، ترکیدن، طول پارگی و تاه شدن افزایش و ماتی و فاکتورa* کاغذ های حاصل از خمیرکاغذ CMP کاهش را نشان می دهد. به طور کلی، نقش توالی رنگبری سه مرحله ای P (Eo)O و همچنین توالی های رنگبری دو مرحله ای (PY) و (OP) در سفید سازی خمیرکاغذ CMP و بهبود روشنی و مقاومت های کاغذ حاصل موثر تر از توالی یک مرحله ای (P) و خمیر رنگبری نشده کارخانه بوده است.

در این تحقیق بهبود مقاومت چسبندگی پوشش های آلکیدی و پلی اورتان بر روی چوب صنوبر (Populus nigra) با استفاده از پوشش میانی نانو سیلانی به روش سل ژل برای کاربرد در فضای باز مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور نمونه هایی به ابعاد 2×10×15 میلیمتر مطابق با استاندارد 5-927 EN بریده شد. پس از اصلاح سطح نمونه ها با پوشش سل ژل تترا اتوکسی سیلان، پوشش های آلکیدی و پلی اورتان با دستگاه فیلم کش اعمال شد و نمونه های آماده شده به مدت 8 ماه مطابق استاندارد 877 ISO بر روی سکوی هوازدگی به طرف جنوب با شیب 36 درجه قرار داده شدند. کیفیت پوشش دهی با استفاده از آزمون های رنگ سنجی، چسبندگی کششی، چسبندگی خراشی و آزمون طیف سنجی مادون قرمز (FTIR-ATR) قبل و بعد از هوازدگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات طیف سنجی نشان داد که نانو ذرات تشکیل شده در سطح چوب در اثر فرآیند سل ژل ماهیت سیلانی (2SiO) دارند و گروه های – OH سطح چوب با این گروه های سیلانی واکنش داده اند. اصلاح سطح چوب با فرایند سل ژل موجب شد تا مقاومت چسبندگی پوشش های آلکیدی و پلی اورتان کمتر تحت تاثیر هوازدگی قرار گرفته و ثبات رنگی پوشش ها افزایش یابد. بیشترین مقاومت چسبندگی کششی و خراشی مربوط به پوشش ترکیبی سل ژل و پلی-اورتان بود.

در این بررسی استفاده از نانو لوله های کربنی چند جداره و ذرات میکروکریستالین سلولز در ساخت نانو چندسازه چوب پلاستیک مورد توجه قرار گرفته است. اثرات اندازه ذرات میکرو کریستالین سلولز و نانو لوله کربنی چند جداره MWCNTs) ) بر خواص مکانیکی و ریخت شناسی نانو چندسازه چوب پلاستیک مطالعه شده است. در این بررسی استفاده از ذرات میکروکریستالین سلولز بهمراه آرد چوب در دو سطح 20 و 50 میکرون و درصد نانو لوله های کربنی چند جداره در سطح صفر، 5/1 و 5/2 درصد چند سازه چوب پلاستیک مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان داده است که خواص مکانیکی در چندسازه با طول 50 میکرون ذرات نانو لوله کربنی در سطح 5/1 درصد نسبت به سایر تیمارها برتر بوده است. همچنین نتایج آزمایشات نشان دادکه استفاده از ذرات میکرو کریستالین سلولز باعث بهبود خواص حرارتی در جریان مخلوط سازی در فاز درون سطحی شده و سبب اتصال بهتر بین الیاف و ماتریس گردیده است. خواص مکانیکی نانو چند سازه با استفاده از عکسبرداری SEM و TEM مورد بررسی گرفته است.

آثار کاغذی به دلیل ماهیت آلی خود بیشتر موردحمله ی عوامل بیولوژیکی مثل قارچ ها، باکتری ها و حشرات قرار می گیرند. در آرشیوها معمولاً بیشترین نوع تخریب بیولوژیکی کاغذ، به قارچ ها مربوط می شود. اهمیت حفاظت آثار کاغذی باعث شده تا روش های متفاوتی در قارچ زدایی این آثار بکار گرفته شود. روش ضدعفونی شیمیایی یکی از پرکاربردترین شیوه ی ضدعفونی است. در این پژوهش کاربرد قارچ کش تیوفانات متیل بر قارچ های مخرب آثار کاغذی موردمطالعه قرارگرفته است. مطالعات آزمایشگاهی انجام شده جهت بررسی تأثیرات تیوفانات متیل بر کاغذ و قارچ، شامل پیرسازی تسریعی کاغذ، بررسی میزان تأثیرگذاری قارچ کش تیوفانات متیل بر قارچ های Aspergillus niger، Aspergillus flavus و Penicilliurn sp و تعیین میزان پایداری قارچ کش بعد از پیرسازی تسریعی است. بررسی ها نشان داد که تیوفانات متیل در تمامی غلظت های 10، 50، 100، 200 و ppm 500 به طور کامل از رشد قارچ Penicilliurn sp جلوگیری کرد. قارچ Aspergillus flavus تنها در غلظت ppm 10 مقداری رشد داشت؛ اما در بقیه ی غلظت ها هیچ رشدی از این قارچ دیده نشد. قارچ Aspergillus niger نیز در غلظت های بالای ppm 100 توانایی رشد نداشت. بر اساس نتایج، کاغذهای تیمار شده پس از قرار گیری در شرایط پیرسازی تسریعی همچنان توانایی مهار رشد قارچ ها را دارد. به طورکلی، نتایج حاصل از هاله ی رشد و هاله ی عدم رشد، نشانگر آن بود که در غلظت ppm 200 هر سه قارچ به طور کامل قابل کنترل هستند.

هدف از این پژوهش امکان استفاده از لیکورسیاه و نانوگرافن اکسید (GO) جهت ساخت تخته خرده چوب سه لایه بود که در سطح آزمایشگاهی بررسی گردید. نسبت لیکورسیاه در ترکیب چسب در 4 سطح 0، 10، 20 و 30 درصد و همچنین مقدار نانوگرافن اکسید در سه سطح 0، 25/0 و 5/0 درصد براساس وزن خشک چسب مصرفی بود. مقاومت های مکانیکی و فیزیکی تخته های تولید شده شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، واکشیدگی ضخامت و جذب آب پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب مطابق با استاندارد EN اندازه گیری شد. با استفاده از نرم افزار SPSS و روش آنالیز واریانس در قالب طرح آزمایش فاکتوریل تأثیر هر یک از عوامل متغیر بر خواص مورد مطالعه در سطح اطمینان 95 درصد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که با افزایش لیکورسیاه مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی کاهش یافت، نتایج آزمون واکشیدگی ضخامت و جذب آب پس از 2 و 24 ساعت غوطه وری در آب نشان داد که با افزایش مقدار لیکورسیاه و نانوگرافن اکسید درصد واکشیدگی ضخامت و جذب آب افزایش یافته است. همچنین با افزایش درصد نانوگرافن اکسید مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی افزایش یافت.

در این پژوهش، دو نمونه لیگنین، یکی استخراج شده از پساب صنعتی کارخانه چوب و کاغذ ایران (چوکا) تحت عنوان مایع سیاه و دیگری تهیه شده از شرکت آلدریچ، مطالعه شدند. لیگنین ابتدا از مایع سیاه آن توسط اسید رقیق رسوب داده شده و سپس با انحلال در تتراهیدروفوران خالص سازی شد. ساختار کلی نمونه های لیگنین با استفاده از آزمون های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و تشدید مغناطیسی هسته پروتون (1HNMR) شناسایی شدند. نتایج نشان داد که لیگنین تهیه شده از شرکت آلدریچ ساختاری مشابه با لیگنوسولفونات دارد، در حالی که لیگنین استخراج شده از مایع سیاه فاقد گروه های سولفوناتی بوده و از نوع لیگنین کرافت می باشد. با استفاده از واکنش استیل دار کردن لیگنین کرافت و شناسایی تکمیلی با طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته پروتون (1HNMR)، نسبت تعداد گروه های عاملی هیدروکسیل به متوکسی 11/1 به 1 و تعداد گروه های هیدروکسیل آن به طور متوسط 91/5 میلی مول بر گرم لیگنین استیل دار محاسبه شد؛ که 53% آن به گروه های هیدروکسیل آروماتیکی مربوط بود. با داشتن وزن مولکولی لیگنین استیل دار شده که از آزمون کروماتوگرافی ژل تراوایی برابر1260 گرم بر مول بدست آمد، تعداد متوسط گروه های عاملی هیدروکسیل به ازای هر زنجیر لیگنین کرافت استیل دار شده محاسبه و مقدار 44/7 بدست آمد.

گنجاندن دوبل ها در چوب ماسیو برای ساخت مبلمان، برای قرن ها مورد استفاده بوده است و به تازگی این تکنیک ساده به تکنولوژی جوشکاری چوب ارتقاء یافته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی و مقایسه مقاومت کششی اتصالات ساخته شده با دوبل چوبی به روش نوین جوشکاری و روش مرسوم استفاده از چسب می باشد. متغیرهای مورد بررسی، روش اتصال دوبل (اتصال جوشکاری شده و اتصال با چسب)، قطر دوبل (10 و 12 میلی متر) و شکل سطح دوبل (صاف و شیاردار) در نظر گرفته شد. اعضای اتصال و دوبل از گونه ی پهن برگ ممرز (Carpinus betulus) و چسب مصرفی پلی وینیل استات (PVA) انتخاب گردید. نتایج نشان دادند که نوع اتصال، قطر و سطح دوبل بر مقاومت کششی اثر معنی داری دارد؛ به طوری که اتصالات جوشکاری شده، دوبل با قطر mm 12 و دوبل با سطح شیاردار دارای بیشترین مقاومت کششی نسبت به سایر نمونه ها بودند. همچنین نتایج نشان داد که در تمام حالت ها، مقاومت های مربوط به اتصالات ساخته شده توسط روش جوشکاری، نسبت به اتصالات ساخته شده توسط چسب PVA بیشتر بود.

با کمبود شدید ماده اولیه چوبی و محدودتر شدن بهره برداری از جنگل ها، کاربرد پسماند گیاهان کشاورزی به عنوان جایگزین منابع جنگلی در صنایع سلولزی را می توان توصیه نمود. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر اصلاح گرمایی ساقه آفتابگردان بر خواص کاربردی فرآورده مرکب آرد ساقه آفتابگردان/پلی پروپیلن بوده است. اصلاح گرمایی ساقه آفتابگردان در 3 سطح دمایی 160، 180 و 200 درجه سانتی گراد در زمان 30 دقیقه انجام شد چندسازه با اختلاط 30 درصد وزنی آرد ساقه آفتابگردان با پلی پروپیلن در حضور انیدریدمالئیک پیوند شده به پلی پروپیلن به عنوان عامل جفت کننده و به روش قالب گیری تزریقی تهیه گردید. نتایج طیف سنجی آرد ساقه آفتابگردان تغییرات شیمیایی ناشی از اصلاح گرمایی را تایید کرد. در تصاویر میکروسکوپ الکترونی یکپارچگی بیشتر، توزیع یکنواخت تر و حفره های کمتر در سطح شکست فرآورده های حاوی آرد اصلاح گرمایی شده مشاهده گردید. بر اساس تحلیل وزن سنجی گرمایی، حذف همی سلولزها باعث بهبود پایداری گرمایی ماده مرکب تا دمای 180 درجه سانتی گراد را نشان داد، ولیکن افزایش دمای اصلاح به 200 درجه سانتی گراد موجب کاهش پایداری گرمایی فرآورده حاصل شد. اصلاح گرمایی با تخریب همی سلولزها، افزایش بلورینگی، کاهش قطبیت، افزایش سازگاری بین دو فاز چندسازه، و توزیع یکنواخت پرکننده در زمینه پلیمر منجر به کاهش جذب آب و بهبود معنی دار خواص خمشی و کششی شد. چسبندگی خوب پرکننده لیگنوسلولزی و پلیمر با تسهیل انتشار ترک در امتداد ناحیه سطح مشترک، موجب کاهش مقاومت به ضربه فاق دار فرآورده حاصل گردید.

درباره ی استفاده از مواد ضایعاتی مانند پلاستیک های دست دوم، تحقیقات زیادی به چشم می خورد اما به بازگشت فرآورده ی کامل چوب پلاستیک (بازآسیاب) به چرخه ی تولید کمتر پرداخته شده است؛ بنابراین، این کار پژوهشی تمرکز خود را بر روی تأثیر بازآسیاب یک باره و دوباره بر خواص کاربردی فرآورده چوب پلاستیک پلی اتیلنی سنگین قرار داده است. نمونه ها به روش پرس تخت، با مواد اولیه به شکل پودر و تحت شرایط آزمایشگاهی ساخته شدند. برای ساخت نمونه ها از پلی اتیلن سنگین و آرد چوب صنوبر با درصد وزنی 50-50 استفاده شد. برای برآورد اثر بازآسیاب، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده پس از هر بار بازآسیاب اندازه گیری شد و برای برآورد اثر بازآسیاب بر روی اندازه ذرات پرکننده و همچنین فصل مشترک بین آرد چوب و پلیمر تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) تهیه گردید. نتایج حاصل از این کار پژوهشی نشان داد که بازآسیاب چوب پلاستیک منجر به کاهش خواص مکانیکی شامل مقاومت خمشی، مدول خمشی، مقاومت کششی و مدول کششی می شود و همچنین فرآیند بازآسیاب منجر به بهبود خواص فیزیکی شامل جذب آب 24 ساعت و واکشیدگی ضخامت 24 ساعت می شود. تصاویر میکروسکوپی نشان داد که در خلال فرآیند بازآسیاب اندازه ذرات پرکننده کاهش پیداکرده است و ماتریس، ماده پرکننده را به صورت بهتری در برگرفته است.

اثر افزودن آرد تیمار شده و نشده با بخارآب بر خواص فیزیکی و مکانیکی چندسازه ساخته شده از پلی پروپیلن بازیافتی بررسی شد. پلی پروپیلن بازیافتی در سطح 57 درصد وزنی و آرد صنوبر به میزان ثابت 40 درصد به دو صورت بخاردهی نشده و بخار دهی شده تحت دمای 180 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت استفاده شدند. نسبت آرد بخاردهی شده به نشده در چندسازه ها به-ترتیب 100: 0، 50: 50 و 0: 100 در نظر گرفته شد. در کلیه ترکیبات ماده سازگارکننده به میزان 3 درصد وزنی استفاده شد. عمل اختلاط در مخلوط کن داخلی، با دمای 180 درجه سانتی گراد و با سرعت 60 دور در دقیقه انجام شد و نمونه ها با روش قالبگیری تزریقی ساخته شدند. به منظور بررسی اثر بخاردهی آرد چوب بر ساختار و بلورینگی، از آزمون تفرق اشعه X و طیف FTIR استفاده شد. نتایج نشان داد بخاردهی آرد چوب، به لحاظ آماری تأثیر معنی داری بر ویژگی های مکانیکی چند سازه حاصل ندارد، ولی نمونه های حاوی آرد بخاردهی شده از مقاومت های مکانیکی به نسبت بالاتری برخوردار بودند. همچنین نتایج نشان داد که تاثیر بخار دهی بر جذب آب و واکشیدگی ضخامت معنادار بوده و نمونه های بخاردهی شده خواص فیزیکی بهتری داشته اند.

در این تحقیق اثرات مستقل و متقابل آفت کش های آلی پروپیکونازول، تبوکونازول و کلروتالونیل با کیلیت کننده فلز اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) و آنتی اکسیدان هیدروکسی تولوئن بوتیل دار (BHT) در غلظت های مختلف 50، 150، 250، 350 و ppm 450 در برابر قارچ مولد پوسیدگی سفید رنگین کمان (Trametes versicolor) مورد آزمون قرار گرفت. در زیر هود لامینار، به میزان 25 میلی لیتر از محیط کشت استریل در داخل پتریدیش ها ریخته شد. سه دیسک آنتی بیوگرام استریل (با موقعیت مثلثی شکل) روی محیط کشت قرار داده شد. به کمک نمونه بردار به میزان 20 میکرولیتر محلول حفاظتی استریل شده بر روی هر یک از دیسک ها به طور جداگانه ریخته شد. سپس به مقدار 5 میلی متر از پلاگ میسیلیوم قارچ در مرکز پتریدیش ها قرار داده شد. پتریدیش ها به مدت یک هفته در داخل انکوباتور قرار داده شدند. روزانه به مدت یک هفته، رشد میسیلیوم قارچ و اثرات بازدارندگی محلول های حفاظتی مختلف در برابر قارچ، مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که آفت کش کلروتالونیل به تنهایی هیچ اثر بازدارندگی بر روی رشد قارچ نداشته است، در حالی که آفت کش های پروپیکونازول و تبوکونازول به تنهایی اثر معنی داری در غلظت های مختلف بر روی رشد قارچ داشته اند. در بررسی اثر هم افزایی (سینرژیک) آفت کش های پروپیکونازول، تبوکونازول و کلروتالونیل با افزودنی های غیر آفت کش EDTA و BHT این طور یافته شده است که بین آفت کش پروپیکونازول و کیلیت کننده فلز EDTA در غلظت بالا مانند ppm 450 اثر هم افزایی وجود داشته است، اما در ترکیب با بقیه محلول ها، اثر هم افزایی یافته نشده است. همچنین، هیچگونه اثر هم افزایی بین آفت کش های تبوکونازول و کلروتالونیل با سایر محلول های حفاظتی یافته نشده است.

یکی از راه کارهای مهم افزایش گستره کاربرد اصلاح خواص چوب، بهرهگیری از گروه های عاملی فعال در ساختار چوب یا به اصطلاح آغشته کردن با ترکیبات N-متیلول است. هدف از این تحقیق، بررسی ویژگی های فیزیکی چوب پالونیا پس از اصلاح با رزین دیواره ای Polycrease ECR، به نام دی متیلول دی هیدروکسی اتیلن اوره اصلاح شده (mDMDHEU) بود. نمونه های آزمون فیزیکی بر اساس استاندارد ASTM و EN تهیه گردیدند و به روش سلول تهی اصلاح شده در دو سطح غلظت 15 و 25 درصد از رزین اشباع شدند. پلیمریزاسیون رزین تحت اعمال دما در آون در بازه زمانی 24 ساعت، به ترتیب در دو سطح دمای 145 و 155 درجه سانتی گراد انجام شد. درصد افزایش وزن، تورم حجمی، جذب آب، واکشیدگی حجمی، اثر ضد واکشیدگی، آبشویی و زاویه تماس اندازه گیری شد. افزایش سطح غلظت mDMDHEU، به افزایش وزن و حجیم شدگی دیواره سلولی چوب منتهی شد. بیشترین درصد افزایش وزن (70/10 درصد) و ضریب حجیم شدگی (85/6 درصد) در سطح 25 درصد mDMDHEU، و دمای 145 درجه سانتی گراد تعیین شد. در مقایسه با چوب اصلاح نشده، ثبات ابعاد چوب اصلاح شده با mDMDHEU، در اثر افزایش سطح جذب پلیمر، بهبود یافته و جذب آب کاهش داشته است، به طوری که بیشترین پایداری ابعاد در سطح حاوی 25 درصد mDMDHEU، و دمای 145 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. به علاوه تیمار mDMDHEU، به آبشویی مقاوم بود. اندازه گیری زاویه تماس، بهبود آب گریزی چوب پس از اصلاح را تأیید کرد. اصلاح با mDMDHEU، بهبود معنی دار خواص فیزیکی را به همراه داشت. بهبود مقاومت فیزیکی چوب اصلاح شیمیایی شده را می توان به کاهش رطوبت، حجیم شدن دیواره سلولی و مسدود شدن منافذ در اثر واکنش پذیری بالای mDMDHEU، با پلیمر دیواره سلول چوب نسبت داد.

در این تحقیق نقش تقویت الیاف روزنامه باطله در ساخت تخته سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی برای اعمال دو عامل متغیر یعنی الیاف روزنامه باطله و کلرید کلسیم طراحی شده است. تخته الیاف سیمان با دانسیته 7/0 کیلوگرم بر مترمکعب با استفاده از نسبت های الیاف/سیمان 90: 10، 15/85، 20/80 و 25/75 و کلرید کلسیم با 3% و 5% به عنوان شتاب دهنده تولید و مورد بررسی قرار گرفت. تخته ها حداقل در چهار تکرار برای هر ترکیب از متغیرها ساخته شده و خواص مکانیکی و فیزیکی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه وتحلیل آماری نشان داد که اثر مقدار الیاف روزنامه باطله و مقدار کلرید کلسیم در مدول گسیختگی و واکشیدگی در 24 ساعت تخته الیاف سیمان های تولید شده در سطح 1% معنی دار بوده است. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار کلریدکلسیم مقاومت به خمش استاتیک افزایش و واکشیدگی ضخامت کاهش می یابد. تمام خواص تخته الیاف سیمان ها با تغییر مقدار کلرید کلسیم از 3% به 5% بهبود یافته است. مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته تخته ها با افزایش مقدار درصد الیاف روزنامه باطله کاهش می یابد و حداکثر مقدار آن در استفاده از 10% الیاف روزنامه باطله به دست آمده است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش میزان الیاف روزنامه باطله افزایش قابل توجهی در جذب آب و واکشیدگی الیاف در ضخامت رخ می دهد. افزایش میزان الیاف روزنامه باطله از 10% به 25% خواص مقئمت به خمش را کاهش و واکشیدگی ضخامتی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. با بررسی نتایج به دست آمده مطلوب ترین شرایط هنگامی به دست می آید که مقدار الیاف روزنامه باطله و کلرید کلسیم به ترتیب 10% و 5% باشد.